CN112606240A - 一种abs复合粉体助剂的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ABS混炼复合助剂的生产方法，它包含粉体真空上料、粉体失重流量计量及粉体输送、混炼及挤出、风冷、切粒及筛选、风送、储存及包装工艺步骤；所得助剂在ABS产品中的分散均匀性相对更好，降低了ABS装置废次品率，ABS装置可实现粉体助剂真空自动上料，将本发明的复合助剂和ABS粉料、SAN混合进行造粒，所制得的ABS产品的各项性能均有较大改善。

Description

一种ABS复合粉体助剂的生产方法
技术领域
本发明涉及ABS树脂混炼用助剂，具体为一种ABS复合粉体助剂的生产方法。
背景技术
ABS生产中需要将ABS树脂和SAN树脂混炼，在ABS树脂和SAN树脂混炼前，需将乙撑双硬脂酰胺(以下简称EBS)、亚磷酸酯类抗氧剂(以下简称SPEP)、硬脂酸镁(以下简称MAGST)等助剂与ABS树脂和SAN树脂进行简单的物理混合后，按照一定的比例加入ABS树脂和SAN树脂中，现有技术的生产工艺存在以下问题：
(1)硬脂酸镁(MAGST)加料后，需经风送与ABS及SAN等物料输送至料仓，硬脂酸镁颗粒细，风送过程中物料损失大(部分进入除尘器)，造成ABS批次间MAGST加入配比波动较大，影响了ABS产品应用指标的稳定性。
(2)抗氧剂(SPEP)熔点低，物料易挂壁、易“架桥”，加料过程易堵料管，不仅造成装置波动，还造成批次间SPEP加入配比波动较大，影响了ABS产品应用指标的稳定性。
(3)加料过程，现场粉尘较大，不仅造成原料损失率偏高，现场环保和职业卫生均未达到国家标准要求，还存在空间粉尘闪爆安全风险以及操作人员职业卫生风险；
(4)上料、投料均为人工投料，操作强度极大，岗位定员多。人机接触频繁，存在机械伤害风险。
(5)三种助剂目前分别进行称重投料，人工操作过程，很容易因人员操作失误，造成以上三种粉体助剂配比精度出现偏差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中ABS树脂混炼用助剂分别称重投料操作复杂，配比精度容易有偏差的缺陷，提供一种将EBS、SPEP、MAGST三种助剂均匀混合及成型的ABS复合粉体助剂的生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种ABS混炼复合助剂的生产方法，它包含粉体真空上料、粉体失重流量计量及粉体输送、混炼及挤出、风冷、切粒及筛选、风送、储存及包装，具体步骤如下：
(1)粉体真空上料
将EBS、SPEP、MAGST等助剂物料分别移动到指定吸料位置，打开包装袋，将上料机吸料枪插入包装袋中，启动真空泵产生负压，将物料分别抽入各自的过滤器中(三种助剂分设A\B\C三个过滤器、真空泵及其他辅助设施)；物料留在过滤器里，气体经过真空泵排出。当过滤器高料位开关检测到料满后(或设定固定切换时间)，将真空阀切换至大气状态(切换后，真空泵对大气抽气，吸料管中没有负压，这种状态下不继续吸料)，过滤器补气阀门自动打开，过滤器恢复常压，分别快速打开阀门(缓存料仓与过滤器放料阀联锁)，将物料加入各自的缓存料仓中，补料结束关闭阀门，将真空阀切换至输送状态继续吸料(三种助剂分设A\B\C三个缓存料仓)。
(2)粉体失重流量计量及粉体输送
投入到缓存料仓的三种助剂通过各自的卸料阀分别进入挤出机喂料仓(A\B\C三个喂料仓)，此过程为自动控制：喂料仓下失重称在检测到料斗原料重量低于低限值时，会发出补料信号，打开喂料仓上方的补料阀，将缓存料仓中物料自动放下进行补料，喂料仓内重量到达重量高限值时，停止补料信号，补料阀关闭。
喂料仓中三种助剂，分别通过各自失重称(A\B\C三个失重称)进行精确计量后，按一定流量，均匀稳定进入到到挤出机进料斗内，并通过特制的螺旋输送器，分别加入到螺杆挤出机中。
(3)混炼及挤出
以上三种助剂经失重计量后，分别按一定流量，经特制的螺旋输送器，分别进入同一台双螺杆挤出机内(进料位置不同)，EBS、SPEP、MAGST三种助剂质量比为：50-90/5-35/5-35。
进入双螺杆挤出机的三种助剂在螺杆的推进及逐级加热下，在前进的同时有固态转化成熔体，之后经过螺杆的混合、剪切、塑化等处理，经由机头挤出成料条进入下步风冷工序。
加入到螺杆挤出机内的三种助剂总物料流量控制在0.3t/h-1.5t/h，控制螺杆挤出机内温度30-120℃，螺杆机单级升温速度5-30℃，螺杆转数100-1000转/min；
(4)风冷、切粒及筛选
物料经由机头挤出成料条后，通过风冷冷却成型(优选的，冷却至10-35℃)，然后通过切粒机将条状物料切粒成型(优选的，成型为圆柱状，直径1-4㎜、长度1-10㎜)，风冷风采取特殊的二级水洗处理工艺实现放空气的环保达标排放。
成型后物料依靠重力，进入震动筛进行筛选，分离出碎屑和长条，合格的粒子通过重力作用进入到下步真空上料系统前缓存料仓中。
(5)风送、储存及包装
上料系统前缓存料仓中物料，启动真空泵产生负压，将物料抽入过滤器中，物料留在过滤器里，气体经过真空泵排出。当过滤器高料位开关检测到料满后(或设定固定切换时间)，将真空阀切换至大气状态(切换后，真空泵对大气抽气，吸料管中没有负压，这种状态下不继续吸料)，过滤器补气阀门自动打开，过滤器恢复常压，快速打开阀门(缓存料仓与过滤器放料阀联锁)，将物料放入大料仓中，补料结束关闭阀门，将真空阀切换至输送状态继续吸料。
然后通过阀门进入到计量料仓，通过地秤精确计量，定期人工将大料仓中物料包装入吨袋内，由叉车转运到成品库。
优选的，所述包装后的产品重量为500kg-1000kg吨袋包装，也可以包括20kg/袋或25kg/袋小包装。
所述粉体真空上料机、粉体失重流量计量器、粉体螺旋输送机、双螺杆挤出机(含风冷、切粒成套设施)、筛分机、风送系统、料仓、包装机和废气处理设施等，均为现有技术的市售国产产品。
本发明的有益效果是：本发明的助剂包与现有技术的助剂添加工艺相比，具有如下优点：
(1)采用复合助剂体系，可有效解决ABS装置现有粉体助剂添加工艺中存在的MAGST物料损失大、粉体助剂与ABS混合不均匀、SPEP物料堵管等问题；
(2)在相同使用效果下，助剂包体系可降低助剂用量5％；
(3)三种助剂成助剂包后，与现有助剂添加工艺相比，高熔点助剂熔点得到下降，“熔体流动速率”和“黄色指数”均明显降低，助剂包在ABS产品中的分散均匀性相对更好，降低了ABS装置废次品率；
(4)采取复合助剂工艺后，ABS装置可实现粉体助剂真空自动上料，降低了粉体助剂投料的劳动强度，减少ABS装置操作定员。
(5)采取复合助剂后，可有效改善目前助剂添加工艺工序繁杂、容易误操作等问题；
(6)彻底消除了目前ABS装置粉体助剂添加过程存在安全、环保和职业卫生风险。
(7)该复合助剂工艺，可针对不同ABS合成树脂牌号工艺技术要求，一对一设计不同EBS、MAGST、SPEP助剂配比的助剂包产品，可以根据特殊牌号ABS树脂工艺要求，添加阻燃剂、光稳定剂等其他助剂，形成系列助剂包产品，减少ABS装置助剂投加工作量，确保ABS装置助剂投加准确、稳定。
(8)该复合助剂工艺，可以针对不同ABS合成树脂牌号工艺技术要求，生产符合ABS装置风送及混合要求的物料外形尺寸产品，产品长度、直径可调，确保助剂包与ABS、SAN混合均匀。
本发明的助剂包能够通过元素定性定量分析，分别测定助剂包中的磷、镁、氮的比例，并根据磷、镁、氮的比例折算出助剂包中EBS、SPEP、MAGST的配比，验证了本发明的助剂包内EBS、SPEP、MAGST均匀混合；不同时间段，复合助剂产品中三种原料的实际配比，与进料配比偏差＜2％。
本发明专利中复合助剂与ABS粉料、SAN颗粒混合后不会产生结晶析出、产品表面迁移、堵塞设备现象。按正常配方添加复合助剂后挤压机、造粒机需正常运转，各运行参数正常(转速、电流、温度等)。将本发明的复合助剂和ABS粉料、SAN混合进行造粒，所制得的ABS产品的白度、黄度、洛氏硬度、冲击强度、熔体流动指数、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度等性能指标进行测试，各项测试数据达到或优于现有的三种助剂分别加入的助剂加入方式。加复合助剂后，ABS产品6个月内不出现产品色差大、易氧化变色及影响下游用户使用等问题。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种ABS混炼复合助剂的生产方法，步骤如下：
(1)粉体真空上料
将三种助剂EBS 700kg、SPEP 150kg、MAGST 150kg，分别通过粉体真空上料机吸入过滤器，再分别进入到A\B\C三个缓存料仓中。
(2)粉体失重流量计量及粉体输送
按照步骤(1)投入到缓存料仓的三种助剂通过各自的卸料阀分别进入挤出机A\B\C三个喂料仓中，再分别通过A\B\C三个失重称进行精确计量后，按一定流量，经螺旋输送器，分别加入到螺杆挤出机中。
(3)混炼及挤出
按照步骤(2)的以上三种助剂经失重计量后，经螺旋输送器，分别进入同一台双螺杆挤出机内，三种助剂在螺杆的推进及逐级加热下，在前进的同时有固态转化成熔体，之后经过螺杆的混合、剪切、塑化等处理，经由机头挤出成料条进入下步风冷工序。
加入到螺杆挤出机内的三种助剂总物料流量控制在0.5t/h，控制螺杆挤出机内温度30-100℃，螺杆机单级升温速度10-20℃，螺杆转数200转/min。
(4)风冷、切粒及筛选
按照步骤(3)的物料经由机头挤出成料条后，通过风冷冷却成型(冷却至20℃)，然后通过切粒机将条状物料切粒成型(圆柱状，直径4㎜、长度10㎜)。
(5)真空上料、储存及包装
按照步骤(4)切粒后物料进入上料系统前缓存料仓中，再通过真空上料把物料送入到大料仓中。然后通过计量料仓、地秤精确计量，将大料仓中物料包装入吨袋或小包装内。
本实施例的助剂包通过原子吸收光谱、元素分析仪分别测定助剂包中的磷、镁、氮的比例，并根据磷、镁、氮的比例折算出助剂包中的EBS、SPEP、MAGST的配比为70:15:15。
所制得的复合助剂产品与ABS粉料、SAN混合进行造粒，所制得的ABS的白度、黄度、冲击强度、熔融指数、拉伸强度和弯曲强度的性能指标进行测试，与现有工艺指标一致。
实施例2
一种ABS混炼复合助剂的生产方法，步骤如下：
(1)粉体真空上料
将三种助剂EBS 580kg、SPEP 280kg、MAGST 140kg，分别通过粉体真空上料机吸入过滤器，再分别进入到A\B\C三个缓存料仓中。
(2)粉体失重流量计量及粉体输送
按照步骤(1)投入到缓存料仓的三种助剂通过各自的卸料阀分别进入挤出机A\B\C三个喂料仓中，再分别通过A\B\C三个失重称进行精确计量后，按一定流量，经螺旋输送器，分别加入到螺杆挤出机中。
(3)混炼及挤出
按照步骤(2)的以上三种助剂经失重计量后，经螺旋输送器，分别进入同一台双螺杆挤出机内，三种助剂在螺杆的推进及逐级加热下，在前进的同时有固态转化成熔体，之后经过螺杆的混合、剪切、塑化等处理，经由机头挤出成料条进入下步风冷工序。
加入到螺杆挤出机内的三种助剂总物料流量控制在0.7t/h，控制螺杆挤出机内温度40-90℃，螺杆机单级升温速度5-10℃，螺杆转数400转/min。
(4)风冷、切粒及筛选
按照步骤(3)的物料经由机头挤出成料条后，通过风冷冷却成型(冷却至30℃)，然后通过切粒机将条状物料切粒成型(圆柱状，直径3㎜、长度5㎜)。
(5)真空上料、储存及包装
按照步骤(4)切粒后物料进入上料系统前缓存料仓中，再通过真空上料把物料送入到大料仓中。然后通过计量料仓、地秤精确计量，将大料仓中物料包装入吨袋或小包装内。
本实施例的助剂包通过原子吸收光谱、元素分析仪分别测定助剂包中的磷、镁、氮的比例，并根据磷、镁、氮的比例折算出助剂包中的EBS、SPEP、MAGST的配比为58:28:14。
所制得的复合助剂产品与ABS粉料、SAN混合进行造粒，所制得的ABS的白度、黄度、冲击强度、熔融指数、拉伸强度和弯曲强度的性能指标进行测试，与现有工艺指标一致。
实施例3
一种ABS混炼复合助剂的生产方法，步骤如下：
(1)粉体真空上料
将三种助剂EBS 800kg、SPEP 100kg、MAGST 100kg，分别通过粉体真空上料机吸入过滤器，再分别进入到A\B\C三个缓存料仓中。
(2)粉体失重流量计量及粉体输送
按照步骤(1)投入到缓存料仓的三种助剂通过各自的卸料阀分别进入挤出机A\B\C三个喂料仓中，再分别通过A\B\C三个失重称进行精确计量后，按一定流量，经螺旋输送器，分别加入到螺杆挤出机中。
(3)混炼及挤出
按照步骤(2)的以上三种助剂经失重计量后，经螺旋输送器，分别进入同一台双螺杆挤出机内，三种助剂在螺杆的推进及逐级加热下，在前进的同时有固态转化成熔体，之后经过螺杆的混合、剪切、塑化等处理，经由机头挤出成料条进入下步风冷工序。
加入到螺杆挤出机内的三种助剂总物料流量控制在0.9t/h，控制螺杆挤出机内温度30-80℃，螺杆机单级升温速度10-15℃，螺杆转数600转/min。
(4)风冷、切粒及筛选
按照步骤(3)的物料经由机头挤出成料条后，通过风冷冷却成型(冷却至15℃)，然后通过切粒机将条状物料切粒成型(圆柱状，直径2㎜、长度6㎜)。
(5)真空上料、储存及包装
按照步骤(4)切粒后物料进入上料系统前缓存料仓中，再通过真空上料把物料送入到大料仓中。然后通过计量料仓、地秤精确计量，将大料仓中物料包装入吨袋或小包装内。
本实施例的助剂包通过原子吸收光谱、元素分析仪分别测定助剂包中的磷、镁、氮的比例，并根据磷、镁、氮的比例折算出助剂包中的EBS、SPEP、MAGST的配比为80:10:10。
所制得的复合助剂产品与ABS粉料、SAN混合进行造粒，所制得的ABS的白度、黄度、冲击强度、熔融指数、拉伸强度和弯曲强度的性能指标进行测试，与现有工艺指标一致。
实施例4
一种ABS混炼复合助剂的生产方法，步骤如下：
(1)粉体真空上料
将三种助剂EBS 550kg、SPEP 100kg、MAGST 350kg，分别通过粉体真空上料机吸入过滤器，再分别进入到A\B\C三个缓存料仓中。
(2)粉体失重流量计量及粉体输送
按照步骤(1)投入到缓存料仓的三种助剂通过各自的卸料阀分别进入挤出机A\B\C三个喂料仓中，再分别通过A\B\C三个失重称进行精确计量后，按一定流量，经螺旋输送器，分别加入到螺杆挤出机中。
(3)混炼及挤出
按照步骤(2)的以上三种助剂经失重计量后，经螺旋输送器，分别进入同一台双螺杆挤出机内，三种助剂在螺杆的推进及逐级加热下，在前进的同时有固态转化成熔体，之后经过螺杆的混合、剪切、塑化等处理，经由机头挤出成料条进入下步风冷工序。
加入到螺杆挤出机内的三种助剂总物料流量控制在1.5t/h，控制螺杆挤出机内温度50-115℃，螺杆机单级升温速度20-30℃，螺杆转数1000转/min。
(4)风冷、切粒及筛选
按照步骤(3)的物料经由机头挤出成料条后，通过风冷冷却成型(冷却至25℃)，然后通过切粒机将条状物料切粒成型(圆柱状，直径1.5㎜、长度8㎜)。
(5)真空上料、储存及包装
按照步骤(4)切粒后物料进入上料系统前缓存料仓中，再通过真空上料把物料送入到大料仓中。然后通过计量料仓、地秤精确计量，将大料仓中物料包装入吨袋或小包装内。
本实施例的助剂包通过原子吸收光谱、元素分析仪分别测定助剂包中的磷、镁、氮的比例，并根据磷、镁、氮的比例折算出助剂包中的EBS、SPEP、MAGST的配比为55:10:35。
所制得的复合助剂产品与ABS粉料、SAN混合进行造粒，所制得的ABS的白度、黄度、冲击强度、熔融指数、拉伸强度和弯曲强度的性能指标进行测试，与现有工艺指标一致，具体如下表所示。
项目 分析方法 性能指标
薄片污点 目测 ≤10个
简支梁冲击强度 GB/T1043.1 ≥18.5kJ/m<sup>2</sup>
拉伸强度 GB/T1040.2 ≥42.0MPa
洛氏硬度(R标尺) GB/T3398.2 ≥108
溶体质量流动速率 GB/T3682.1 19.0～24.0g/10min
弯曲强度 GB/T9341 ≥74.0MPa
弯曲弹性模量 GB/T9341 ≥2300MPa
维卡软化温度 GB/T 1633 ≥93.0℃
黄色指标 HG/T3862 ≤30.0
白度 GB/T2913 ≤58.0
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种ABS复合粉体助剂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、粉体真空上料
将EBS、SPEP和MAGST助剂物料用上料机分别抽入过滤器中，物料留在过滤器里，气体经过真空泵排出，过滤器下料时，将真空阀切换至大气状态，过滤器补气阀门自动打开，过滤器恢复常压，分别快速打开阀门，将物料加入各自的缓存料仓中，补料结束关闭阀门，将真空阀切换至输送状态继续吸料；
S2、粉体失重流量计量及粉体输送
投入到缓存料仓的三种助剂通过各自的卸料阀分别进入挤出机喂料仓，喂料仓下失重称在检测到料斗原料重量低于低限值时，会发出补料信号，打开喂料仓上方的补料阀，将缓存料仓中物料自动放下进行补料，喂料仓内重量到达重量高限值时，停止补料信号，补料阀关闭；
喂料仓中三种助剂，分别通过各自失重称进行精确计量后，按一定流量，均匀稳定进入到到挤出机进料斗内，并通过螺旋型的输送器，分别加入到螺杆挤出机中；
S3、混炼及挤出
以上三种助剂经螺旋型的输送器，分别从不同进料位置进入同一台双螺杆挤出机内；
进入双螺杆挤出机的三种助剂在螺杆的推进及逐级加热下，在前进的同时有固态转化成熔体，之后经过螺杆的处理，经由机头挤出成料条进入下步风冷工序；
S4、风冷、切粒及筛选
物料经由机头挤出成料条后，通过风冷冷却成型，然后通过切粒机将条状物料切粒成型，风冷风采取特殊的二级水洗处理工艺实现放空气的环保达标排放；
成型后物料依靠重力，进入震动筛进行筛选，分离出碎屑和长条，合格的粒子通过重力作用进入到下步真空上料系统前缓存料仓中。
S5、风送、储存及包装
上料系统前缓存料仓中物料，启动真空泵产生负压，将物料抽入过滤器中，物料留在过滤器里，气体经过真空泵排出；过滤器下料时，将真空阀切换至大气状态，过滤器补气阀门自动打开，过滤器恢复常压，快速打开阀门，将物料放入大料仓中，补料结束关闭阀门，将真空阀切换至输送状态继续吸料；
然后通过阀门进入到计量料仓，进行包装。
2.如权利要求1所述的ABS复合粉体助剂的生产方法，其特征在于，S3中，EBS、SPEP、MAGST三种助剂质量比为：50-90：5-35：5-35。
3.如权利要求1所述的ABS复合粉体助剂的生产方法，其特征在于，S3中，加入到螺杆挤出机内的三种助剂总物料流量控制在0.3t/h-1.5t/h，控制螺杆挤出机内温度30-120℃，螺杆机单级升温速度5-30℃，螺杆转数100-1000转/min。
4.如权利要求1所述的ABS复合粉体助剂的生产方法，其特征在于，S3中，S4中物料风冷冷却成型时冷却至10-35℃，切粒机将物料切粒成型成圆柱状，直径1-4㎜、长度1-10㎜。
5.如权利要求1所述的ABS复合粉体助剂的生产方法，其特征在于，S3中，S5中通过地秤精确计量，定期人工将大料仓中物料包装入吨袋内，由叉车转运到成品库。
6.如权利要5所述的ABS复合粉体助剂的生产方法，其特征在于，包装后的产品重量为500kg-1000kg吨袋或20kg/袋～25kg/袋的小包装。
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